基于lldp协议功能测试工具地研究和实现.docx

1、基于lldp协议功能测试工具地研究和实现基于lldp协议功能测试工具地研究和实现A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree for the Master of Engineering Research and Implementation of the Test Cases Based on LLDP Function Candidate : Li Yingying Major : Software Engineering Supervisor: Prof. Xiao Laiyuan

2、Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074, P. R. China January, 2014 万方数据独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即:

3、学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密?， 在 年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密?。 (请在以上方框内打“?”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日 日期: 年 月 日 日期: 年 月万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 随着现代网络技术的发展，网络设备的种类也越来越多并且日益复杂，为了不 同厂商的设备能够在网络中协同作用正确交互，我们需要一个标准，这个标准要提 供一个

4、信息交互的平台。 链路层发现协议LLDP 就提供了这样一个标准。LLDP，全称为 Link Layer Discovery Protocol, 其功能为链路层发现，具体描述为:将本端设备的性能和标识 等等信息以 TLV(Type/Length/Value)的格式组合起来之后，将各种不同的 TLV 再 封装到 LLDPDU(Link Layrt Discovery Protocol Unit，链路层发现协议数据单元)之 中，LLDPDU 在报文的交互中发送给本端设备的邻居，对端设备收到交互的报文之 后将其以 MIB(Management Information Base,管理信息库)的形式存储收

5、到的邻居 信息，这些信息就可以被网络管理员用以维护链路。 为了完成 LLDP 基本功能测试工具项目，从 LLDP 协议学习、需求分析、测试 用例的设计、根据测试用例手工测试执行等，而后实现自动化测试工具等步骤，完 成 LLDP 基本功能测试工具这个项目。具体项目内容如下: 研究 LLDP 协议的标准及其工作原理，具体研究 LLDP 报文不同的 TLV 和其工 作规则，并深入讨论研究报文不同字段的含义。 分析 LLDP 协议基本功能的需求，并设计 LLDP 协议基本功能的测试用例，主 要以不同 TLV 作为主线按照顺序全面细致书写。 按照设计的具体测试用例实现 LLDP 协议自动化测试工具，包含

6、其基本功能， 架构和实现方法等。 只有将测试项目的每个步骤，设计分析与实现相互结合才能设计出的一系列测 试方案用于实践完成 LLDP 协议基本功能的测试工具及其对应的测试项目。 关键词:链路层发现协议 测试用例 测试工具 I 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract Currently, the increasingly wide range of network equipments and their configuration is complexed, it is in order to make the equipment of different m

7、anufacturers interact with each other in the network system respectively and configuration information, and we need to have a standard platform for the exchange of information. LLDP (Link Layer Discovery Protocol, the Link Layer Discovery Protocol) is produced under such background, it provides a st

8、andard way of Link Layer Discovery, this device can be the main idea. Management Information such as address, equipment identification of different the TLV (Type/Length/Value) and it is encapsulated in a LLDPDU (Link Layer Discovery Protocol Unit) of the release to their direct neighbor, the neighbo

9、r received after these messages will be in a standard MIB (Management Information Base) and stored in the form of, querying for the network Management system and the status of the link communication. Basic function test project in order to achieve the LLDP agreement from the test study, requirements

10、, test cases writing according to the test cases of manual test execution, etc.and the steps complete automated testing basic functional auto testing. The project steps are as follows: Research LLDP protocol standard and its working principle, study the LLDP packets of different the TLVs and its wor

11、king rules, and the meaning of the message in different fields. According to the test requirements and the basic function of the LLDP agreement, mark the LLDP agreement basic function test cases, mainly in the TLV different detailed writing as the main line with the order. Creat the specific automat

12、ion test tools, test case can be designed and the LLDP II 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 agreement contains the basic functions, architecture and implementation method, etc. Not only contains test each step of the project, but also contains design analysis and combined to design a series of test method

13、s used in practice to complete the LLDP agreement the thread of the basic function test. Key words:Link layer discovery protocol Test cases The design of the test tool III 万方数据 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要. I Abstract. II 1 绪论 1.1 课题来源.(1) 1.2 课题研究背景.(1) 1.3 本文主要研究内容.(2) 2 LLDP 协议相关技术 2.1 LLDP 产生的背景.

14、(3) 2.2 LLDP 的基本概念.(3) 2.3 LLDP 的工作过程.(9) 2.4 协议规范.(10) 2.5 本章小结.(10) 3 LLDP 协议功能测试工具分析与设计 3.1 LLDP 在 Comware V7 平台上的需求概况.(11) 3.2 LLDP 基本功能需求分析.(11) 3.3 LLDP 兼容 CDP 功能需求分析. (16) 3.4 DCBX 功能需求分析. (17) 3.5 LLDP 显示和维护的需求分析. (22) 3.6 测试用例的设计.(23) 3.7 本章小结.(33) 4 LLDP 协议测试工具的实现 4.1 测试环境配置.(35) IV 万方数据华

15、中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4.2 测试工具模型架构.(36) 4.3 测试工具的实现.(38) 4.4 本章小结.(43) 5 总结与展望 5.1 全文总结.(44) 5.2 展望.(44) 致 谢. (45) 参考文献.(46) V 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 绪论 1 1.1 课题来源 论文是在杭州华三通信有限公司(北京研究所)实习过程中所接触到的项目 LLDP 协议主线测试研究而来，这个项目为:测试 LLDP 协议在我司各个设备、 平台上得到良好的实现，功能全部实现并不会影响交换机、路由器的其他功能。 本论文以 LLDP 协议主线测试为基线，

16、深入研究协议测试的整个过程，并在此 基础上研究自动化测试，参与自动化测试工具的设计与实现，并最终完成 LLDP 协 议主线测试并取得 0 漏测结果。本人在整个项目中主要负责 LLDP 协议的学习、 LLDP 协议测试的需求学习、LLDP 协议测试的测试用例书写、LLDP 协议测试的测 人参与。 试执行、自动化测试工具的设计与实现等等。整个项目历时一个月，共有 41.2 课题研究背景 网络是现代计算机技术的一个发展方向，实现了两个不同地理位置的计算机之 间的通信。而在计算机网络中，协议是一个通用的标准，在网络中的各种设备(无 论是 PC、路由器、交换机或服务器)都必须遵守协议的规定，才能协调运作

17、。协 议是通信中必须遵守的规则，是网络的基本必要条件。 网络中，协议由自然语言所描述，因此许多不同的因素会影响协议的实现:例 如不同工作人员对于协议的理解、实现的错误等等，网络中的设备会因此无法通信。 因此实现后的测试工作变得尤为重要。测试工作，特别是对于协议的基本功能的测 试工作显得尤为重要。 协议的测试是协议项目一个重要部分，其主要目的是为保证协议的标准功能与 设备间的可通性。协议基本功能测试是一种黑盒测试，根据标准的协议来实现后而 对协议的基本功能进行测试。随着计算机网络技术的发展，网络的标准协议越来越 复杂，协议的基本测试是保证其实现的必要过程。目前协议的基本测试已经不仅仅 是网络项目

18、中的一个部分，而发展成为计算机网络科学一个重要分支。对于协议的 1 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 测试研究将直接影响到网络技术的进步与各个公司的技术发展，因此我司(H3C) 也投入了大量的人力去完成测试方面的工作与研究。 而 LLDP(Link Layer Discovery Protocol,LLDP)邻居发现协议，是一个邻居发现 协议，以以太网为环境，提供以太网中设备邻居发现和信息交换的一种机制。只有 以太网中的设备能够协同在 LLDP 协议下工作才能实现邻居发现和邻居的信息交 换。 1.3 本文主要研究内容 本文所研究的基于 LLDP 协议主线测试是华三通信公司

19、(H3C)北京分公司为保 证其高端交换机 Comware V7 系统的 LLDP 协议基本功能而发起的一个项目，该项 目的目标是在 Comware V7 平台中实现 LLDP 协议的基本功能，增加 H3C 交换机的 功能稳定性。 全文的结构如下: 第一章绪论主要为介绍测试项目的背景与来源，叙述本文的主要内容; 第二章为 LLDP 协议的介绍及其研究; 第三章为 LLDP 在 Comwarre V7 平台上的命令行与配置方法，即是 LLDP 协议 主线测试需求分析;并且完成了 LLDP 协议主线测试的测试用例的设计，并依照测 试用例完成测试执行工作; 第四章为自动化测试工具的设计与实现。 第五章

20、为对整个论文研究工作的总结，以及对于研究工作中遇到的问题与不足 展开分析。 2 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 LLDP 协议相关技术 2.1 LLDP 产生的背景 LLDP(Link Layer Discovery Protocol,链路层发现协议)为网络中的不同设备 提供了一个标准的信息交互平台，具体为:提供一种标准的链路发现方式，在 邻居之间互相传递报文交互设备的性能、管理地址、设备标识等信息，这些信 息首先以 TLV(Type/Length/Value,类型/长度/值)组装起来，再被封装成 LLDP 协议报文 LLDPDU， LLDPDU 指的是物理链路层中

21、的 LLDP 协议数据单元， LLDPDU 封装成 LLDP 报文进行发送，邻居收到 LLDPDU 报文之后以标准 MIB(Management Information Base,管理信息库)方式存储邻居信息，以便管理 员进行查询与维护 1-3。 LLDP 协议使得不同设备在网络飞速发展的今天协同作用，为网络标准信息交 流打下了坚实基础。 2.2 LLDP 的基本概念 2.2.1 LLDP 代理 LLDP 代 理 的 类 型 有 两 种 : Nearest Bridge( 最 近 客 户 桥 代 理 ) 和 Nearest non-TRMP Bridge(最近非 TPMR 桥代理)4-6。其中

22、 TPMP 指的是 Two-port MAC Relay, 中文为双端口 MAC 中继，只能提供两个对外访问的端口，支持 MAC 桥的功能子 集。除了以 TPMR 为目的 MAC 和保留 MAC 地址为目的 MAC 地址而 TPMR 不予 转发的协议以外，对于所有的基于 2 层协议，TPMR 都是互不干扰的。LLDP 代理 的主要作用即是在代理之间进行 LLDP 报文的协议交互，另外基于代理设备创建和 维护邻居信息。LLDP 不同代理邻居的关系示意图如图 2-1 所示。其中，CB 全称为 Customer Bridge,即是客户桥;相应的 SB，全称为 Service Bridge,为服务桥。

23、CB 与 SB 是 LLDP 的两种桥模式7-9。 3 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 图 2-1 LLDP 邻居关系示意图 2.2.2 LLDP 报文的结构 由上述所说，所有的 LLDPDU 都是被封装在 LLDP 报文之中的，其封装的方 式一共有两种:分别是 Ethernet II 以太网方式的普通封装;一种是 SNAP 子网访问 协议的特殊格式的封装，SNAP 是 Subnetwork Access Protocol 的缩写10-12。 (1)Ethernet II 格式封装的 LLDP 报文 如图 2-2 所示，描述的是以 Ethernet II 以太网方式的普

24、通封装的 LLDP 报文各个 字段的结构。 图 2-2 LLDP 报文以太网形式的封装结构 4 万方数据华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Destnation MAC address:目的 MAC 地址。LLDP 协议栈规定不同的组播 MAC 地址来标识不同类型代理的 LLDP 报文的目的 MAC 地址，这是为了区别同一个接 口下不同类型代理发送和接收 LLDP 报文 13-15。例如，固定组播 MAC 地址 0x0180-c200-000E 代表最近桥代理类型的 LLDP 报文，0x0180-C200-0000 代表最近 客户桥代理类型的 LLDP 报文，0x0180-C200-0003 代表最近非 TPMR 桥代理类型的 LLDP 报文。 Source MAC address 指的是源 MAC 地址，并且为端口 MAC 地址。 Typ 指的是报文类型，其值为 0x88CC. Data 指的是数据内容，其值为 LLDPDU。 FCS 指的是帧效验序列，其值用来对报文进行效验。 (2)SNAP 格式封装的 LLDP 报文 是以 SNAP 格式封装的 LLDP 报文，其中各个字段的含义如下:如图 2-3 所示。 图 2-3 LLDP 报文被